Anestesia e Intubação de Filhotes de Camundongos Pré-Adolescentes para Cirurgia Cardiotorácica
Summary
Modelos cirúrgicos cardiotorácicos em camundongos com >7 dias de idade requerem intubação, mas isso é um desafio para filhotes de camundongos pré-adolescentes (8-14 dias de idade) e há pouca informação sobre regimes anestésicos para intubação. Aqui, apresentamos esquemas posológicos de cetamina/xilazina/atropina em filhotes de camundongos C57BL/6J de 10 dias de idade que permitem a intubação endotraqueal, minimizando a mortalidade animal.
Abstract
Os modelos cirúrgicos murinos desempenham um papel importante na pesquisa pré-clínica. Insights mecanicistas sobre a regeneração miocárdica após lesão cardíaca podem ser obtidos a partir de modelos de cirurgia cardiotorácica em camundongos de 0 a 14 dias de idade, cujos cardiomiócitos, ao contrário dos adultos, retêm a capacidade proliferativa. Filhotes de camundongos com até 7 dias de idade são efetivamente imobilizados por hipotermia e não necessitam de intubação para cirurgia cardiotorácica. Filhotes de camundongos pré-adolescentes (8-14 dias de idade), no entanto, requerem intubação, mas isso é um desafio e há pouca informação sobre anestesia para facilitar a intubação. Aqui, apresentamos esquemas posológicos de cetamina/xilazina/atropina em filhotes de camundongos C57BL/6J de 10 dias de idade que permitem a intubação endotraqueal, minimizando a mortalidade animal. A titulação empírica dos regimes posológicos de cetamina/xilazina/atropina para o peso corporal indicou que a resposta à anestesia de filhotes de camundongos de diferentes pesos foi não linear, em que doses de 20/4/0,12 mg/kg, 30/4/0,12 mg/kg e 50/6/0,18 mg/kg facilitaram a intubação de filhotes pesando entre 3,15-4,49 g (n = 22), 4,50-5,49 g (n = 20) e 5,50-8,10 g (n = 20), respectivamente. Filhotes de menor peso corporal necessitaram de mais tentativas de intubação do que filhotes mais pesados (p < 0,001). A sobrevida pós-intubação correlacionou-se com o peso corporal (59%, 70% e 80% para os grupos de baixo, médio e alto peso, respectivamente, R2 = 0,995). Para a cirurgia de infarto do miocárdio após a intubação, um plano cirúrgico de anestesia foi induzido com isoflurano a 4,5% em oxigênio a 100% e mantido com isoflurano a 2% em oxigênio a 100%. A sobrevida pós-operatória foi semelhante para os três grupos de peso em 92%, 86% e 88% (p = 0,91). Juntamente com refinamentos nas práticas de manejo de animais para intubação e cirurgia, e minimizando a canibalização pela barragem pós-cirurgia, a sobrevida global de todo o procedimento (intubação mais cirurgia) correlacionou-se com o peso corporal (55%, 60% e 70% para os grupos de baixo, médio e alto peso, respectivamente, R2 = 0,978). Dada a dificuldade encontrada com a intubação de filhotes de 10 dias de idade e a alta mortalidade associada, recomendamos que a cirurgia cardiotorácica em filhotes de 10 dias de idade seja restrita a filhotes com peso mínimo de 5,5 g.
Introduction
Os modelos murinos são ferramentas inestimáveis na pesquisa cardiotorácica pré-clínica, em particular devido à facilidade com que as linhagens de camundongos geneticamente modificadas podem ser geradas, e também à facilidade com que os camundongos podem ser manipulados cirurgicamente para fornecer modelos de doenças patológicas que permitam, por exemplo, o estudo da regeneração miocárdica após lesão cardíaca1 . A esse respeito, é interessante que, ao contrário de camundongos adultos em que os cardiomiócitos se retiraram do ciclo celular, os corações neonatais de camundongos de 0 a 2 dias de idade se reparam com cicatrizes mínimas após ressecção apical ou indução de infarto do miocárdio 2,3,4. Em contraste, os corações neonatais de 7 dias de idade se regeneram incompletamente com maior incidência de cicatrizes 2,3. Como os cardiomiócitos no ápice do ventrículo esquerdo retêm a capacidade proliferativa por até 2 semanas após o nascimento, estudos mecanicistas de regeneração após lesão cardíaca em camundongos de 0 a 14 dias de idade podem ser informativos para identificar alvos terapêuticos para a regeneração do coração adulto lesado5.
O desenvolvimento de modelos de lesão cardíaca em camundongos envolve manipulação cirúrgica sob anestesia. Isso requer que o tórax seja aberto para acessar o coração, o que geralmente exige intubação e ventilação mecânica. A tensão do rato, o peso corporal e a idade influenciam a sensibilidade aos anestésicos6. Camundongos adultos podem ser anestesiados com uma ampla gama de agentes, sendo um regime comum para intubação cetamina/xilazina/atropina a 100/13/0,5 mg/kg 6,7. Camundongos neonatais (0-7 dias de idade) não possuem reflexo de dor centralizado, podendo ser efetivamente imobilizados no gelo e submetidos à cirurgia sem intubação 6,8,9. Filhotes de camundongos pré-adolescentes (8-14 dias de idade) não podem ser anestesiados com hipotermia 9,10; necessitam de intubação para cirurgia cardiotorácica. Não há estudos prévios sobre cirurgia cardiotorácica em camundongos pré-adolescentes com menos de 14 dias de idade. Em nossa experiência, a intubação de camundongos pré-adolescentes anestesiados com isoflurano com menos de 14 dias de idade é difícil. O regime anestésico injetável recomendado para camundongos com mais de 7 dias é de 50-150 mg/kg de cetamina e 5-10 mg/kg de xilazina10. Camundongos pré-adolescentes ainda estão se desenvolvendo neurologicamente e suas respostas às drogas e ao metabolismo das drogas são muito diferentes dos animais adultos6. Isso representa um risco aumentado de desequilíbrio líquido, eletrólito e ácido-básico, bem como hipoglicemia e hipotermia devido não apenas à sua alta taxa metabólica, que rapidamente esgota seus estoques limitados de energia, mas também devido à sua imaturidade termorreguladora 6,11,12. Assim, há pouca informação sobre regimes anestésicos que facilitem a intubação e maximizem a sobrevida de camundongos pré-adolescentes.
Aqui, titulamos empiricamente os regimes posológicos de cetamina/xilazina/atropina em filhotes de camundongos C57BL/6J de 10 dias de idade, variando em peso de 3-8 g para alcançar um plano de anestesia suficiente para permitir a intubação endotraqueal para a cirurgia cardiotorácica subsequente, minimizando a mortalidade animal. Também refinamos as práticas de manuseio de animais para reduzir a mortalidade por intubação, cirurgia e canibalismo materno pós-cirúrgico.
Protocol
Representative Results
Discussion
Atualmente, não existem métodos bem documentados para anestesia e intubação de camundongos de 10 dias de idade para cirurgia cardiotorácica. Para este fim, titulamos os regimes de dosagem de cetamina/xilazina/atropina para o peso corporal, em que doses de 20/4/0,12 mg/kg, 30/4/0,12 mg/kg e 50/6/0,18 mg/kg facilitaram a intubação de filhotes com baixo (3,15-4,49 g), médio (4,50-5,49 g) e alto (5,50-8,10 g) de peso corporal, respectivamente. A sobrevida pós-intubação correlacionou-se com o peso corporal (59%, 70…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo NHMRC Program Grant [ID 1074386], uma bolsa da Leducq Transatlantic Network of Excellence in Cardiovascular Research [RMG] e uma bolsa do RT Hall Trust [RMG & SEI].
Materials
| Atipamezole (Antisedan) | Provet (NSW) Pty Ltd | ATIP I | |
| Atropine 600 mcg/mL | Clifford Hallam Healthcare Pty Ptd | 1957699 PFIZER-0143386 | |
| Betadine | Livingstone International | BU0520 | |
| Buprenorphine (Temgesic) | Provet (NSW) Pty Ltd | TEMG I | |
| Fiber-optic light | Leica | 3011350 | CLS 150X |
| GraphPad Prism | GraphPad Software, LLC | Version 9.1.2 | |
| Intubation platform | – | – | Any sturdy box (e.g. plastic tip box) with approximate dimensions 12 (L) x 8.5 x (W) x 7.5 cm (H) |
| Isoflurane | Provet (NSW) Pty Ltd | ISOF 07 | |
| Ketamine 100 mg/mL | Provet (NSW) Pty Ltd | KETAI1 | |
| Plastic intravenous cannula 24-gauge Polywin Safety | BD Insyte | CE0086 | 19 mm length of plastic tubing (0.7 mm outer diameter) attached to a 21mm plastic female luer lock adaptor; total volume of annula 130 μL |
| Single lumen polyethylene tube | Critchley Electrical Products Pty Ltd Auburn NSW | Outer diameter 0.61 mm, inner diameter 0.28 mm | |
| Small forceps | F.S.T. | NO 11051-10 | |
| Surgical microscope (camera optional) | Leica | M651 (Leica IC80 HD camera) | 10x and 16x objective |
| Suture 7-0 prolene | Ethicon | 8708H | |
| Suture 9-0 polypropylene monofilament | Ethicon | 2813 | |
| V-1 Tabletop with Active Scavenging isoflurane anesthesia systm | VetEquip | 901820 | |
| Vented 2-Liter plexiglass induction chamber | VetQuip Pty Ltd | 942102 | 25 cm (L) x 13 cm (W) x 11 cm (H) |
| Warming lamp | Brilant Lighting | 99223 | |
| Xylazine | Provet (NSW) Pty Ltd | XYLA Z 2 |
Riferimenti
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